Unterrichtsentwurf

Unterrichtsentwurf
Namen der Studenten: Merve Behnke, Alexander Kimm, Markus Otto, Jan Holtermann,
Torben Mayer, Torben Matthiesen, Daniel Blank
Ausbildungsschule: Kurt-Tucholsky-Schule
Schulleiter/in:
Mentor: Herr Schlüter
Fach: Technik
Klasse: Wahlpflichtkurs Realschule, 7. Klasse
Thema der Unterrichtseinheit:
Moderne Werkstoffe im Technikunterricht
Schiffbau im Papierlaminatverfahren
Zeitplan für die Unterrichtseinheit::
Stunde Theorie-Praxis-Verschränkung Student
06.06., 8.40 – 9.25 Uhr
Einführung in das Thema:
Entwicklung des Schiffsbaus
Torben Matthiesen
1. Woche
08.06., 8.40 – 9.25 Uhr
09.06., 11.30 –
13.00 Uhr
Erstellung des Arbeitsplanes
Vorbereiten des Materials, Laminieren
der Rümpfe
Einsatzgebiete von
Verbundwerkstoffen
Laminieren der Rümpfe
Einsatzgebiete von
Verbundwerkstoffen
Laminieren der Rümpfe
Merve Behnke
Jan Holtermann
Daniel Blanck
13.06., 8.40 – 9.25 Uhr Lackieren der Rümpfe Alexander Kimm
2. Woche
15.05., 8.40 – 9.25 Uhr
16.06., 11.30 –
historische Entwicklung der
Schiffsantriebe
Einbau des Antriebs
historische Entwicklung der
Schiffsteuerung (inkl. Bugstrahlruder)
Einbau der Steuerung
Torben Mayer
Markus Otto
13.00 Uhr Stapellauf
1

I. Ausgangslage
Ermittlung der didaktischen und methodischen Ausgangslage
1. Lerngruppe
Die Lerngruppe setzt sich aus Schülerinnen und Schülern der 7. Klassenstufe zusammen.
Der Wahlpflichtkurs setzt sich zusammen aus 3 Mädchen und 7 Jungen.
Die Schülerinnen und Schüler sind den Umgang mit Studentengruppen gewöhnt und
arbeiten gerne und willig mit. Nach Auskunft des Techniklehrers neigt die Gruppe zu
Nebengesprächen.
2. Lerngegenstand
Schiffe sind seit vielen tausend Jahren wichtiges Transportmittel. Schiffe und Boote
verfügen über einen eigenen Antrieb und können große Lasten transportieren. Moderne
Schiffe und Boote werden aus Holz, Stahl, Aluminium, Kunststoffen sowie
Verbundwerkstoffen hergestellt. Erwünschte Eigenschaften für ein Schiff oder ein
Boot sind hohe Steifigkeit des Rumpfmaterials und wenig Innenversteifungen, um
großes Ladevolumen zu erhalten.
Verbundwerkstoffe bestehen aus zwei oder mehreren Werstoffen, die in geeigneter
Weise fest miteinander verbunden werden. Die Werkstoffeigenschaften des Verbundwerkstoffes
unterscheiden sich von den Werkstoffeigenschaften seiner Komponenten.
Man unterteilt Verbundwerkstoffe in Schichtverbundwerkstoffe (Laminate),
Faserverbundwerkstoffe und Teilchenverbundwerkstoffe. Schichtverbundwerkstoffe
bestehen aus aufeinander liegenden Schichten unterschiedlicher Anzahl. Der Spezialfall
von drei Schichten, davon zwei identische Außenschichten, wird auch als
Sandwichverbund bezeichnet. 1
Die Vorteile von Verbundwerkstoffen sind höhere Festigkeiten und geringeres Gewicht
gegenüber herkömmlichen Werkstoffen. Verbundwerkstoffe sind an den
Einsatzzweck anpassbar und oftmals wesentlich kostengünstiger.
Die hohe Festigkeit der Verbundwerkstoffe wird durch die Anordnung der Fasern
bzw. Schichten in Belastungsrichtung erreicht; die Faser bzw. die Schichten können
auftretende Belastungskräfte ideal auffangen.
Als Werkstoff dienen einlagige Papierhandtücher aus Recyclingpapier. Die Herstellung
des so genannten Hygiene-Krepp ist umweltschonend, da bei der Herstellung
bis zu 80% Abwasser anfällt, bis zu 70% Energie eingespart wurde und weil es zu
mindestens 51% aus Altpapier bestellt. 2 Die Papierhandtücher sind sehr saugfähig,
daher werden sie gut und gleichmäßig vom Verbundmittel durchtränkt. Die geriffelte
Oberfläche, die einer guten Griffigkeit im eigentlichen Verwendungszweck dient, verschwindet
bei der vollständigen Durchtränkung mit dem Verbundmittel. Getrocknet
behalten die Papierhandtücher eine glatte Oberfläche, wenn die mit genügendem
1 http://de.wikipedia.org/wiki/Verbundwerkstoff (23.05.2006)
2 http://www.umweltlexikon-online.de/fp/archiv/RUBsonstiges/HygieneKrepp.php (23.05.2006)
3

Druck aufeinander gefügt wurden. Zum Drücken eignet sich besonders gut ein Tapeten-Nahtroller.
Alternativ kann man Zeitungspapier verwenden. Zeitungspapier ergibt eine etwas
festere Struktur als Hygiene-Krepp, ist allerdings etwas schwieriger in Schichten zu
verlegen.
Als Verbundmittel dient beim „Schiffsbau im Papierlaminatverfahren“ lösungsmittelfreier
Holzleim auf Wasserbasis. Der verwendete Leim ist nach Herstellerangaben
gut geeignet für Flächenverleimungen und benötigt einen geringen Anpressdruck von
0,5 N /mm².
Dieser Weißleim basiert auf Polyvinylacetat und kann mit Wasser verdünnt werden.
Die Verdünnung mit Wasser (hier 1:1) bewirkt eine Verlängerung der Anzugszeit;
d.h., der Leim kann länger verarbeitet werden, bevor er eine feste Verbindung mit
dem Papier eingeht. Der Holzleim ist im ausgehärteten Zustand farblos.
Als Trennmittel wird Vaseline benutzt, so dass der fertige Schiffsrumpf ohne Probleme
aus der Form genommen werden kann.
Der verwendete Lack soll das Papierlaminat gegen Feuchtigkeit schützen. Hierzu
wird der Rumpf mit einem Acryllack angestrichen. Der Rumpf wird so ausreichend
gegen Feuchtigkeit geschützt. Die Trocknungszeit des Lackes beträgt etwa 24 Stunden.
Der Lack ist ohne Probleme auswaschbar.
Der Antrieb des Rumpfes erfolgt über eine Schiffsschraube, die über eine Welle und
ein Kardangelenk mit einem Elektromotor verbunden sind. Der Bausatz für den
Schiffsantrieb enthält alle notwendigen Bauteile. Der Elektromotor wird mit einer
4,5V-Flachbatterie betrieben.
3. Lehrplanbezug (evtl. Bezug zu den fachspezifischen Bildungsstandards)
Die Unterrichtseinheit bildet eine Schnittstelle zwischen den zu behandelnden Handlungsfeldern
„Arbeit und Produktion“, sowie „Transport und Verkehr“ (vgl. Lehrplan
für die Sekundarstufe I der weiterführenden allgemein bildenden Schulen, Hauptschule,
Realschule, Gesamtschule des Landes Schleswig-Holstein).
Verbundwerkstoffe werden als moderne Werkstoffe bezeichnet, weil sie gegenüber
vielen anderen Materialien, wie beispielsweise Aluminium, viele Vorteile vereinen
(vgl. Sachanalyse). Doch sind diese Werkstoffe letztendlich keine neue Erfindung,
wenn man an den frühen Fachwerkbau mit Lehm und Stroh denkt. Jedoch wird dieses
alte Prinzip heute immer wieder optimiert, um den sich ändernden Anforderungen
und Rahmenbedingungen unserer technisierten Welt Schritt zu halten. So geht
es dabei neben ökonomischen Überlegungen auch um ökologische Aspekte, die einen
ressourcenschonenden Umgang mit Rohstoffen zum Ziel haben.
Der Lehrplan des Landes Schleswig-Holstein sieht für das Fach Technik an Gesamtschulen
in der Klassenstufe 8-10 das Handlungsfeld „Transport und Verkehr“ (S.25)
vor. Für die Klassenstufe 8-10 an Gesamtschulen ist das Thema „Menschen entwickeln
Technik und nutzen sie unterschiedlich, Beispiel [jedoch variabel] Flugtechnik“
(S.25) vorgesehen.
Somit ist die geplante Unterrichtseinheit voll im Sinne des Lehrplanes.
4

Des Weiteren wird durch die Verwendung von Elektromotoren auch noch das Handlungsfeld
„Information und Kommunikation“ (S.27) abgedeckt. Aus diesem wird das
Thema der „Elektronischen Grundschaltungen“ mitbehandelt.
Die gewählte Unterrichtseinheit „Schiffbau im Papierlaminatverfahren“ stellt zum einen
die verschiedenen modernen Verbundwerkstoffe unserer Zeit vor, wie sie den
Schülern alltäglich meist unbewusst begegnen. Andererseits knüpft dieser theoretische
Hintergrund an den praktischen Teil der Unterrichtseinheit an, indem die Schüler
selbst einen Verbundwerkstoff verarbeiten, um einen Schiffsrumpf zu fertigen,
wodurch sie einen Einblick in die Vielseitigkeit und Leistungsfähigkeit dieser Materialien
bekommen.
Der Lehrplan des Landes Schleswig-Holstein fordert, dass Technikunterricht immer
handlungsorientiert sein muss, weshalb er zwangsläufig praktische Anteile hat. Dies
wird in dieser Unterrichtseinheit durch die Fertigung des Schiffsrumpfs im Papierlaminatverfahren
realisiert. „Praktische Tätigkeiten und theoretische Überlegungen der
Schülerinnen und Schüler stehen im Technikunterricht in einem unauflösbaren Zusammenhang.
Ihre Wechselwirkung ist ein Träger des Unterrichts. Die praktische Anwendung
liefert den anschaulichen Beweis für die Richtigkeit der Theorie und umgekehrt.“
(vgl. Lehrplan)
Den Schülern wird zu Beginn der achtstündigen Unterrichtseinheit ein erster theoretischer
Eindruck über die verschiedenen Verbundwerkstoffe vermittelt, um im direkt folgenden
praktischen Teil handlungsorientiert arbeiten zu können. Hierfür haben wir das
Unterrichtsgespräch (Lehrer – Schüler) gewählt. Diese Phase bündelt dabei auch die
Motivation für die folgenden Stunden, die zu einem großen Anteil praktisch sind.
Da die Lerngruppe klein ist, bietet es sich an, dass jeder Schüler in Einzelarbeit einen
Schiffsrumpf fertigt. Alternativ hätte man auch die Form der Partnerarbeit wählen können,
da jedoch eine entsprechende Anzahl an Formen vorhanden sind, fertigt jeder
Schüler ein eigenes Schiff, sodass er dann schlussendlich auch ein eigenes Produkt
hat, das er mit nach Hause nehmen kann.
Vor der Fertigung der Schiffsrümpfe im Papierlaminatverfahren wäre es zusätzlich möglich
gewesen eine praktische Einheit zu den verschiedenen Kombinationsoptionen der
Verbundmaterialien durchzuführen. Da für diese Einheit jedoch nur acht Stunden zur
Verfügung stehen, sind diese Vorversuche aus zeitlichen Gründen nicht realisierbar.
Um die Vielfalt an Verbundstoffen und deren unterschiedlichen Eigenschaften jedoch
trotzdem exemplarisch in die Fertigung zu integrieren, wird die Hälfte der Schüler Handtuchpapier,
die andere Zeitungspapier verwenden, um das Schiff zu fertigen. Diese beiden
Materialien erzielen gute Ergebnisse, unterscheiden sich jedoch zum einen in der
Oberflächengüte, zum anderen in der Stabilität des Rumpfes. Somit wird es am Ende
der Unterrichtseinheit fünf Schiffe aus Zeitungspaper und fünf Schiffe aus Handtuchpapier
geben, deren Eigenschaften dann im Vergleich zueinander analysiert werden können.
Für die Fertigung sind sieben Stunden geplant. In den letzten beiden Stunden werden
die Schiffe mit einem Motor und einer einfachen Ruderanlage bestückt und auf
den Schulteichen getestet, was gleichzeitig der Abschluss dieser Unterrichtseinheit
ist.
Die Unterrichtseinheit umfasst eine theoretische Einführung sowie den praktischen
Teil. Hierbei wechselt die Methoden- und Sozialform, wobei stets ein schülerzentriertes
Arbeiten erreicht werden soll. Die Rolle der Lehrkraft, insbesondere während der
praktischen Anteile der Unterrichtsstunden, besteht darin die selbständige Arbeit der
Schüler zu moderieren und gegebenenfalls Hilfestellung bei der Durchführung zu
geben.
5

Unterrichtsentwurf
Name der Lehrkraft: Torben Matthiesen
Ausbildungsschule: Kurt-Tucholsky-Schule
Schulleiter/in:
Mentor: Heinz Schlüter
Fach: Technik
Klasse: WPK R7
Datum: 06.06.2006, 2. Stunde (8.40 – 9.25 Uhr)
Thema der Unterrichtseinheit:
Moderne Werkstoffe im Technikunterricht
Schiffbau im Papierlaminatverfahren
Einbindung der Einzelstunde in die Unterrichtseinheit:
Einführung in die Unterrichtseinheit
Thema der Einzelstunde:
Entwicklung des Schiffbaus im Zeitraum 6000 v. Chr. bis heute
Ziele, Intentionen, angestrebte und zu fördernde Kompetenzen dieser Stunde:
Die Schülerinnen und Schüler sollen
⇒ einen Überblick über die historische Entwicklung des Schiffsbaus erhalten
⇒ historische Schiffstypen erkennen und benenne können
⇒ ausgewählte Fachbegriffe des Schiffbaus kennen und anwenden können
⇒ Informationen einem Fachtext entnehmen und für ihre Mitschüler wiedergeben
können
⇒ frei vor ihren Mitschülern sprechen können
1

II.
Stunden-Verlaufsskizze
Zeit/Phasen
5’
5’
Interaktion
Didaktisch-methodische Entscheidungen/
Teilschritte der Umsetzung
Begrüßung der Schülerinnen und Schüler
Organisatorisches
Orientierungsrahmen über die gesamte
Unterrichtseinheit
Einleitung des Themas
- Begriffsklärung im Lehrer-Schüler-Gespräch
Medien /
Arbeitsmittel
Namensschilder
OHP-Folie
20’
Partnerarbeit
Schülerinnen und Schüler erarbeiten in 2er-
Gruppen „Expertentexte“ zu verschiedenen
Entwicklungsphasen des Schiffsbaus (6000 v.
Chr. bis heute)
Themen:
- Einbäume
- Wikingerschiffe
- China-Dschunke
- Kogge
- Dampfschiffe & moderne Schiffe
Arbeitsbögen mit
„Expertentexten“
und OHP-Folien
15’
Ergebnissicherung
Vorstellung der Ergebnisse
Die Gruppen stellen ihre vorbereiteten OHP-
Folien der restlichen Klasse vor.
OHP-Folien
Bemerkung:
Die Ergebnissicherung findet in Form eines Arbeitsbogens in einer der folgenden Stunden
statt.
Anhang:
- Folie Grundlegende Begriffe im Schiffbau
- Expertentexte mit OHP-Folien-Vorlagen
2

Anhang:
Folie: Grundlegende Begriffe im Schiffbau
Beschriftung wird mit den Schülern erarbeitet
Bildquelle: http://www.x-yachts.de/X-35 sailplan Low res.jpg (04.06.2006)
Mast und
Segel
Heck
Bug
Ruder
Kiel
3

Einbaum
aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Der Einbaum ist ein verbreiteter Bootstyp vor allem bei Naturvölkern, dessen Rumpf aus
einem einzigen, oft mit Feuer ausgehöhlten Baumstamm gefertigt wurde. Mitunter werden die
Bordwände durch Spanten verstärkt.
Da (wie der Name schon sagt) ein Einbaum aus einem Baumstamm hergestellt wird, sind die
allgemeinen Ausmaße von den Waldbeständen abhängig. Einbäume haben zum Teil ein
beträchtliches Ausmaß (in Äquatorialafrika für bis zu 70 Personen). Wie archäologische
Funde belegen, beherrschten Menschen schon vor 4000 Jahren die Kunst, einen Baum
auszuhöhlen und ihn zum Wassertransportmittel zu machen. Der Einbaum ist damit einer der
Urformen der Boote.
Der Einbaum ist das erste Boot, das von der Menschheit gebaut wurde. Der Einbaum
ist vor 4000 Jahren entwickelt worden. Der Urmensch griff nach treibenden Bäumen
um sich über Wasser fortzubewegen. Später band er die Stämme zu Flössen zusammen.
Dann begann er den Baumstamm zum Einbaum auszuhöhlen.
Der Einbaum ist nicht auf bestimmte Landstriche beschränkt, er wurde auf der ganzen
Welt gebaut. Und man sieht ihn noch heute in tropischen Regionen. In Europa hatte
der Einbaum eine Länge von vier bis sechs Metern. Dabei war natürlich die Länge der
Baumstämme entscheidend. In Dschungelgebieten wurden Einbaumkanus von 20 bis 30
Meter Länge gebaut. Man nahm von der Natur entwurzelte Bäume oder fällte sie mit
einem Feuer am Baumstamm.
Auch zum Aushöhlen des Stammes wurde erst das Feuer eingesetzt, danach mit
Knochen- und Steingeräten die weiteren Vertiefungen vorgenommen. Bei sehr dünnen
Wandungen hat man ein Durchbrennen mit feuchter Erde und Moosen verhindert. In
Bengalen wurden die Einbäume zusätzlich ausgeweitet. Man goss kochendes Wasser in
das Boot und drückte die Seitenwände mit Querhölzern auseinander.
Ein Einbaum ist sehr wacklig und kann kentern. Um ihn in einer stabilen Lage zu
halten hat man Ausleger gebaut. Das wurde vor allem in der Inselwelt Südostasiens und
im Pazifik gemacht. Der Ausleger ist ebenfalls ein Baumstamm, etwas kürzer als der
Einbaum und leichter. Er wird mit Querstangen aus elastischem Holz parallel zum
Boot befestigt. Durch diese elastische Bauweise kann sich der Ausleger dem Wellengang
gut anpassen. Es wurden auch Ausleger nach beiden Seiten gebaut. Die Ausleger waren
die Voraussetzung, dass man auf Einbäume auch Segel setzen konnte.
Quelle: http://www.seemotive.de/html/deinbaum.htm
Arbeitsanweisung:
Lest Euch den Text sorgfältig durch. Sucht Euch die wichtigen Informationen heraus und
schreibt sie Euch auf ein Blatt Papier (Schmierpapier).
Übertragt die wichtigen Informationen auf die Folie und überlegt Euch, wie Ihr Euer Thema
den Mitschülern vorstellen wollt.
4

Einbaum
Material:
Herstellung:
Antrieb und Steuerung:
Vor- und Nachteile:
5

Die Wikingerschiffe
aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Der Bau des Wikingerschiffs erfolgte um 700 n. Chr. ohne Pläne nur aus dem mündlich
überlieferten Gedächtnis der Väter. Es werden zwei Arten von Schiffen unterschieden:
• Langschiffe, auch als Kriegs- oder Kampfschiffe bezeichnet
• und Handelsschiffe
Langschiffe waren die Kriegs- bzw. Kampfschiffe der Wikinger. Sie konnten mit ihnen
schnell und unerwartet angreifen - sich aber wieder zurückziehen, bevor ein
Vergeltungsschlag organisiert werden konnte. Dieser Schiffstyp war ca. 20 m lang und die
wurden Holzplanken überlappend in Klinkertechnik verbaut. An den Überlappungen wurden
die Planken mit Metallnieten zusammengehalten. Sämtliche hölzernen Schiffsteile aller
Schiffstypen wurden mit verschiedenen Beilen bzw. Keilen aus Baumstämmen nach der
jeweiligen Maserung gespalten. Auch die Planken wurden nicht gesägt. Daraus ergab sich,
trotz der geringen Dicke der Planken, insgesamt eine enorme Festigkeit und Belastbarkeit.
Die Langschiffe wurden gerudert und gesegelt; sie hatten einen umlegbaren Segelmast, der in
kürzester Zeit (ca. 1,5 Minuten) auf- und abgebaut werden konnte. Der Tiefgang aller Schiffe
betrug nicht mehr als 1,5 m und sie erreichten eine Maximalgeschwindigkeit von ca. 20
Knoten (37 km/h). Neben der Möglichkeit von Fahrten über lange Entfernungen konnten die
Wikinger daher mit ihren Schiffen nicht nur in flachen Gewässern segeln, sondern zusätzlich
entlang der Flüsse, selbst unter Brücken hindurch, tief in das jeweilige Landesinnere
vordringen. Zuweilen wurden die Schiffe mittels Baumstämmen über Land gerollt, um
beispielsweise auf einem anderen Fluss weiterzurudern.
Mit den Handelsschiffen, die breiter und höher als die Langschiffe waren, brachen die
Wikinger z. B. zu ihren Entdeckungsfahrten nach Grönland und zum Handel in das heutige
Russland auf.
Das Steuerruder aller Schiffstypen war auf der rechten Seite, davon leitet sich die
Richtungsangabe steuerbord in der allgemeinen Schifffahrt her. Wie die Wikinger es
geschafft haben auf offener See zu navigieren, ist noch nicht restlos geklärt.
Arbeitsanweisung:
Lest Euch den Text sorgfältig durch. Sucht Euch die wichtigen Informationen heraus und
schreibt sie Euch auf ein Blatt Papier (Schmierpapier).
Übertragt die wichtigen Informationen auf die Folie und überlegt Euch, wie Ihr Euer Thema
den Mitschülern vorstellen wollt.
6

Wikingerschiffe
Wann im Einsatz (Jahreszahl bzw. in welchem Jahrhundert):
Material:
Herstellung:
Antrieb und Steuerung:
Vor- und Nachteile:
7

Hansekogge
aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Als Hansekogge wird eine bestimmte Art von Schiffen der Hanse bezeichnet. Die Hanse ist
ein Zusammenschluss von beinahe 200 See- und Binnenstädte in Nordeuropa zwischen dem
13. und 17. Jahrhundert.
Die Kogge ist ein Segelschiff, das vor allem dem Handel diente, in Zeiten militärischer
Auseinandersetzungen der Hansestädte mit Piraten u.a. aber auch mit Kanonen ausgestattet
werden konnte. Sie hat einen Mast und ein Segel. Knapp unterhalb der Mastspitze ist ein
Krähennest genannter Ausguck angebracht.
Mit der Kogge konnten Waren beispielsweise bis nach Hollingstedt (Treene) und Stade an der
Unterelbe transportiert werden.
Der Rumpf war sehr bauchig mit einem durchgängigen großen Laderaum. Die Planken der
Bordwände waren geklinkert (Klinkerbauweise).
Damit wurde der Grundstein für den bedeutendsten Schiffstyp des Spätmittelalters gelegt, der
als Lastesel der Hanse wesentlich zum Erfolg der Handelsmacht beigetragen hat.
Die Länge der Koggen betrug etwa 20-30 m, die Breite 5-8 m. Die Tragfähigkeit lag - je nach
Größe - bei 40 bis 100 Lasten, entsprechend 80 bis 200 Tonnen Gewicht. Die Segelfläche lag
bei ca. 200 m². Die Geschwindigkeit betrug nach Versuchen mit nachgebauten Koggen etwa
3,5 Knoten bei Windstärke 3 und 6 Knoten bei Windstärke 6. Koggen konnten also auch bei
mäßigem Wind schneller fahren als Fuhrwerke auf dem Land.
Probleme gab es jedoch bei Gegenwind. Kreuzen war wohl nur bei schwachem Wind
möglich, da die Schiffe für ihre Länge relativ breit waren. Dafür konnte eine Kogge mit
vergleichsweise kleiner Besatzung große Mengen Fracht transportieren.
Koggen waren bis zum Ende des 14. Jahrhunderts der wichtigste größere Schiffstyp der
Hanse. Deren Handelsflotte umfasste zu dieser Zeit insgesamt ca. 100.000 Tonnen
Tragfähigkeit.
Arbeitsanweisung:
Lest Euch den Text sorgfältig durch. Sucht Euch die wichtigen Informationen heraus und
schreibt sie Euch auf ein Blatt Papier (Schmierpapier).
Übertragt die wichtigen Informationen auf die Folie und überlegt Euch, wie Ihr Euer Thema
den Mitschülern vorstellen wollt.
8

Die Hanse-Kogge
Wann im Einsatz (Jahreszahl bzw. in welchem
Jahrhundert):
Material:
Herstellung:
Antrieb und Steuerung:
Vor- und Nachteile:
9

Dschunke
aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Dschunke ist eine europäische Bezeichnung für die Vielzahl ein- bis dreimastiger Segel-
Lastschiffe für die Fluss- und Seeschifffahrt, verbreitet im ost- und südostasiatischen Raum.
Die historischen Typen waren Kriegs-, Handels- und Fischerdschunken.
Die Dschunke ist nicht mit europäischen oder arabischen Schiffen zu vergleichen, da es sich
bei ihr um ein so genanntes Kastenboot handelt. Sie besitzt keinen Kiel, sondern hat einen
flachen Boden, und die Seitenwände sind fast senkrecht hochgezogen. Die Beplankung ist in
Klinkerbauweise ausgeführt, allerdings werden die Planken in umgekehrter Reihenfolge, d.h.
nach unten hin angesetzt. Die Dschunke zeichnet sich durch ihre hochgezogenen Enden aus,
die dem Schiff eine fast bananenähnliche Form verleihen. Dschunken besaßen bereits 1500
Jahre vor den europäischen Schiffen ein Heckruder.
Viele Dschunken hatten eine Größe von etwa 60 m Länge, 9 m Breite und 400 oder 500
Tonnen Tragfähigkeit. Die hochseetüchtigen Dschunken, die im Handelsverkehr zwischen
China und Indien eingesetzt wurden, waren 3.000 bis 4.000 Tonnen große Segler, die sowohl
als Fracht- wie auch als Passagierschiffe dienten. Die Passagierschiffe konnten bis zu 300
Reisende befördern und hatten neben rund 600 Mann Besatzung noch 400 Armbrustschützen
an Bord.
Etwa zeitgleich mit den Langschiffen um 700 n. Chr. baute man u.a. in
China die Dschunke. Dieses Segelschiff verfügte über einen Holzrumpf
ohne Kiel und hatte aus Bambus oder Bast geflochtene Matten als Segel.
Mit diesem Schiff fuhr man sowohl auf Binnengewässern als auch auf der
freien See. Marco Polo beschrieb die Dschunke als Handelsschiff mit vier
Masten, das einen durch wasserdichte Schotten gesicherten Rumpf besaß.
Im Gegensatz zu den chinesischen Dschunken waren die japanischen
Modelle schwerfälliger. Noch heute sind im fernöstlichen Asien
Dschunken weit verbreitet.
aus: Mircosoft Encarca
Insgesamt besteht eine Dschunke aus 17 Abteilungen, die von 16 wasserdichten Schotten
abgeschlossen sind. Das verhindert, dass bei einem Leck das ganze Schiff voll läuft. Selbst
wenn man zwei dieser Schotten absichtlich flutet, bedeutet es keine Gefahr; das geschieht
zum Beispiel, um den Ausstieg von Tauchern zu erleichtern – oder um an langen Schnüren
dressierte Otter ins Wasser lassen, die Fischschwärme in die Fangnetze treiben.
Aus: PM-Magazin (PM Spezial, Chinas Seefahrer,
Arbeitsanweisung:
Lest Euch den Text sorgfältig durch. Sucht Euch die wichtigen Informationen heraus und
schreibt sie Euch auf ein Blatt Papier (Schmierpapier).
Übertragt die wichtigen Informationen auf die Folie und überlegt Euch, wie Ihr Euer Thema
den Mitschülern vorstellen wollt.
10

China-Dschunke
Wann im Einsatz (Jahreszahl bzw. in welchem Jahrhundert):
Material:
Herstellung:
Antrieb und Steuerung:
Vor- und Nachteile:
11

Dampfschiffe und moderne Schiffe
Die SS Great Britain war das erste Eisenschiff mit Propellerantrieb.
Das Dampfschiff (SteamShip) Great Britain lief am26. Juli 1845 zur Jungfernreise von
Liverpool nach New York aus. Extra für dieses Schiff mit dem neuen Antrieb wurden neue
Dampfmaschinen entwickelt.
1843 lief das von Brunel erbaute eiserne Schiff Great Britain, der erste mit einer Schraube
versehene Ozeandampfer, vom Stapel. Er hatte 98m Decklänge, war 15m breit, besaß eine
Lastigkeit von 3500 Tonnen, 4 Dampfmaschinen von 2000 Pferdekräften und eine
vierflügelige Schraube von 4,7m Durchmesser.
Schiffbau heute
Der Schiffbau findet in spezialisierten Betrieben, den Werften, statt. Dort werden die
Einzelteile aus Stahl- bzw. Leichtmetallblech ausgeschnitten. Das Ausschneiden geschieht im
Stahlschiffbau mit Schneidbrennanlagen. Die Einzelteile werden zusammengeschweißt.
Deckshäuser, Schornsteine und ähnliche Decksaufbauten werden auf gleiche Weise gefertigt,
oder man lässt sie gelegentlich auch von Zulieferbetrieben fertigen. Sie werden danach als
ganzes aufgesetzt und verschweißt. Die Schweißnähte werden soweit machbar von
Automaten erstellt. Noch im Rohbauzustand wird das Schiff zu Wasser gelassen.
Anschließend erfolgt am Ausrüstungskai der Endausbau.
Öltanker sind Schiffe, die speziell für den Transport von Erdöl gebaut werden. Öltanker, die
den europäischen Markt mit Rohöl aus den erdölfördernden Ländern versorgen, haben fast
immer eine Größe von über 100.000 BRT. Ca. 90% aller Öltanker werden mittels
Dampfturbinen angetrieben. Dieses bietet sich bei der Konstruktion solcher Schiffe an, da zur
Beheizung der Ladung ohnehin große Dampfkessel an Bord sind. Rohöl wird im beheizten
Zustand geladen und wird während der gesamten Seereise weiterhin beheizt, um im
Löschhafen abgepumpt werden zu können.
Da Geschwindigkeit beim Transport von Erdöl nicht so wichtig ist, sind Öltanker mit etwa 15
Knoten (28 km/h) relativ langsame Schiffe.
Containerschiffe:
Die zurzeit längsten Containerschiffe sind 367m lang und haben eine Breite von 42m und
einen Maximaltiefgang von 15,50m. Bis zu 9 Containerlagen werden im Rumpf des Schiffes,
und max. acht Lagen an Deck übereinander gestapelt. Sie haben als Hauptantrieb einen 12-
Zylinder-Dieselmotor mit 93.400PS.
Arbeitsanweisung:
Lest Euch den Text sorgfältig durch. Sucht Euch die wichtigen Informationen heraus und
schreibt sie Euch auf ein Blatt Papier (Schmierpapier).
Übertragt die wichtigen Informationen auf die Folie und überlegt Euch, wie Ihr Euer Thema
den Mitschülern vorstellen wollt.
12

Dampfschiffe und moderne Schiffe
SS Great Britain
moderner Supertanker
Wann im Einsatz (Jahreszahl bzw. in welchem Jahrhundert):
Material:
Herstellung:
Antrieb und Steuerung:
Vor- und Nachteile:
13

Name der Lehrkraft: Frau Behnke
Klasse: Wahlpflichtkurs Realschule, 7. Klasse
Schule: Kurt-Tucholsky-Schule Datum: 08.06.2006
Mentor: Herr Schlüter
Zeit: 2.Stunde (8:40- 9:25 Uhr)
Dozent: Herr Höpken
Fach: Technik
Thema der Stunde: Laminieren der Schiffrümpfe
Stunden-Verlaufsskizze
erscheint euch am sinnvollsten?“
L. legt sämtliche Arbeitsmaterialien
und Werkzeuge zum Fertigen des
Rumpfes auf den Tisch.
S. sollen gemeinsam die
Arbeitsschritte zum Laminieren
erarbeiten.
L. fragt:
„Wie würdet ihr das Papier
schneiden, so dass ihr einen
vernünftigen Schiffrumpf erhaltet?“
„Welche Anordnung der Streifen
erscheint euch sinnvoll?“
Zeit Phase Inhalt Sozialform Medien
8:40 Begrüßung L. begrüßt die S. und stellt sich vor
8:42 Erstellung des S. erarbeiten mit Hilfe des
Einzelarbeit Arbeitsbogen
Arbeitsplanes Arbeitsbogens die einzelnen
Arbeitsschritte zum Schiffbau aus
Papier.
8:52 Vergleichen der L. fragt: „Welche Reihenfolge Gruppengespräch
Gruppen -
arbeit
„Wisst ihr, wie dieser Werkstoff
bezeichnet wird?“
9:05 Arbeitsphase S. bereiten ihren Arbeitsplatz vor. Einzelarbeit
S. beginnen die ersten Schichten des
Rumpfes zu laminieren.
9:20 Aufräumen des S. räumen ihren Arbeitsplatz auf Einzelarbeit
Arbeitsplatzes
9:25 Verabschiedung L. verabschiedet S.
Ergebnisse
8:55 Erarbeitungsphase
Arbeitsmaterialien:
Schere
Zeitung/Handtuchpapier
Leim
Trennmittel
Form
Pinsel

Lernziele:
Schüler sollen einen Verbundwerkstoff kennen lernen.
Schüler sollen das Laminieren kennen lernen und anwenden können.
Kompetenzen:
Sachkompetenz:
Schüler erwerben Kenntnisse über Verbundwerkstoffe.
Schüler sollen auf einfache Weise das Fertigen von Schiffrümpfen mit einfachen Mitteln
kennen lernen.
Schüler erwerben den sachgerechten Umgang mit Werkstoffen und Werkzeugen.
Schüler erwerben Fähigkeiten zur Planung und Organisation von Arbeitsabläufen und die
Zuordnung von Arbeitsmitteln.
Schüler sollen erkennen, dass sauberes und genaues Arbeiten die Voraussetzung für ein gutes
Arbeitsergebnis sind.
Methodenkompetenz:
Schüler sollen erkennen, dass Ordnung am Arbeitsplatz Unfälle vorbeugt, Werkzeuge und
Materialien schont und viel Zeit einsparen kann.
Selbstkompetenz:
Schüler sollen ihr Sicherheitsbewusstsein stärken.
Schüler sollen in der Lage sein, die an ihnen gestellten Anforderungen gerecht zu werden.
Schüler sollen in die Lage versetzt werden, sich Urteile zu bilden und sich kritisch mit der
eigenen Arbeit auseinander zu setzen.
Die Selbstständigkeit der Schüler soll gefördert werden.
Sozialkompetenz:
Schüler sollen für Teamarbeit sensibilisiert werden.
Schüler sollen sich gegenseitig akzeptieren.
Schüler sollen sich gegenseitig helfen.

Arbeitsbogen zum Schiffbau aus Papier
Die folgenden Abbildungen zeigen dir die einzelnen Arbeitsschritte, die zum
Schiffbau aus Papier notwendig sind.
Arbeitsaufträge:
1. Schneide die einzelnen Abbildungen aus und bringe sie in die richtige
Reihenfolge.
2. Benenne und beschrifte die einzelnen Arbeitsschritte.

II.
Stunden-Verlaufsskizze
Zeit/Phasen
Unterrichtsformen
11.30-11.35 5’
Einstieg
11.35-12.00 25’
Fertigungsphase
12.00-12.15 15’
Motivation
Erarbeitung
Interaktion
Didaktisch-methodische Entscheidungen/
Teilschritte der Umsetzung
Begrüßung der Schüler,
Einführung in den Verlauf der Stunde
Oder: Schüler setzen die Arbeit selbständig
fort
Praxis:
Fortsetzung der Fertigung der Schiffsrümpfe
in Einzelarbeit.
Die Schüler sollen mindestens 2 Schichten
fertig laminieren!
Es wird bei Handlungsbedarf auf Fehler hingewiesen.
Anschauungsobjekte zeigen
Theorie:
Zusammenhang zwischen den Schiffsrümpfen
und Verbundwerkstoffen im UG herstellen.
Einführung in die Vielfalt der Verbundwerkstoffe
– ausgewählte Beispiele zum Untersuchen
anbieten.
Verteilen der Steckbriefe und Folien, Bearbeitung
in Partnerarbeit (Präsentation der
Ergebnisse in der folgenden Stunde)
Medien /
Arbeitsmittel
Schiffsrümpfe,
Leim, Pinsel,
Handtuchpapier/Zeitung
Flugzeug, Ski,
WEA, Sperrholz,
Flugzeug, Boot.
Arbeitsbögen, Folien
1

Ziele und die damit geförderten Kompetenzen der gezeigten Stunde:
Theorie:
Die Schülerinnen und Schüler sollen erkennen, dass sie zumeist unbewusst schon
oft mit Verbundwerkstoffe konfrontiert wurden.
• Sachwissen über Technik erwerben
• Urteilsfähigkeit über Technik erlangen
• Erlebnisfähigkeit entwickeln
Die Schülerinnen und Schüler sollen die Vielfalt von Verbundwerkstoffen und deren
Anwendungsgebiete im Alltag kennen, darstellen und auf andere Alltagssituationen
übertragen können.
• Sachwissen über Technik erwerben
• Selbständigkeit erlangen
• Technisches Problembewusstsein/Sensibilität erlangen – transferfähige
Strategien erlernen
• Sensibilität im Bereich der Ressourcenschonung, der Energienutzung,
der Müllvermeidung und des Recyclings erlangen
Die Schülerinnen und Schüler sollen dabei die Bedeutung von Verbundwerkstoffen
erfassen, beschreiben und begründen können.
• Sachwissen über Technik erwerben
• Selbständigkeit erlangen
• Technisches Problembewusstsein/Sensibilität erlangen – transferfähige
Strategien erlernen
• Sensibilität im Bereich der Ressourcenschonung, der Energienutzung,
der Müllvermeidung und des Recyclings erlangen
2

Praxis:
Die Schülerinnen und Schüler sollen die Fertigung der Schiffsrümpfe im Papierlaminatverfahren
fortsetzen und dabei mindestens 2 Schichten laminieren.
• Sachgerechten Umgang mit Werkstoffen und Werkzeugen erwerben
• Fähigkeit zur Gestaltung handwerklicher und industrieller Fertigung erlangen
• Handlungsfähigkeit im Sinne von sach- und sicherheitsgerechter Anwendung
und Verwendung von Technik anbahnen
• Präzision bei der Fertigung der Realisierungsobjekte
• Fähigkeit erwerben, komplex vernetzte Situationen zu erfassen
• Urteilsfähigkeit über Technik erlangen
• Erlebnisfähigkeit entwickeln
• Selbständigkeit erlangen
• Technisches Problembewusstsein/Sensibilität erlangen – transferfähige
Strategien erlernen
Die Schülerinnen und Schüler sollen dabei gewissenhaft arbeiten, um ein gutes Arbeitsergebnis
zu erzielen.
• Präzision bei der Fertigung der Realisierungsobjekte
• Handlungsfähigkeit im Sinne von sach- und sicherheitsgerechter Anwendung
und Verwendung von Technik anbahnen
3

Verbundwerkstoffe – Zusammen sind wir stark!
Verbundwerkstoffe sind eine Kombination
verschiedenartiger oder gleichartiger
Werkstoffe mit einer vorbestimmten Struktur
und in sich neuen Eigenschaften. Dabei werden
zwei oder mehr Materialien miteinander
verbunden. Sie vereinen die jeweils
vorteilhaften Eigenschaften der beteiligten
Werkstoffarten.
Ein alltägliches Beispiel dafür ist der Kochtopf
mit Sandwichboden.
Dieser Sandwichboden hat besonders gut leitende Metallschichten, wodurch beim
Kochen Energie gespart wird!
Verbundwerkstoffe – Zusammen sind wir stark!
Verbundwerkstoffe sind eine Kombination
verschiedenartiger oder gleichartiger
Werkstoffe mit einer vorbestimmten Struktur
und in sich neuen Eigenschaften. Dabei werden
zwei oder mehr Materialien miteinander
verbunden. Sie vereinen die jeweils
vorteilhaften Eigenschaften der beteiligten
Werkstoffarten.
Ein alltägliches Beispiel dafür ist der Kochtopf
mit Sandwichboden.
Dieser Sandwichboden hat besonders gut leitende Metallschichten, wodurch beim
Kochen Energie gespart wird!

Der Airbus A380 – Ein Flieger aus Verbundwerkstoffen
Steckbrief:
Der neue Airbus 380 ist das
größte und in Serie gebaute
Passagierflugzeug. Sein Gewicht
beträgt 500 Tonnen. Ein Flügel ist
45m lang und hat eine Fläche von
845qm.
Für die Entwicklung dieses
Großraumflugzeuges gab es 2
wesentliche Ziele:
Die Erhöhung der möglichen Passagierzahl und die Senkung der spezifischen
Betriebskosten des Flugzeuges pro Person und Kilometer. Der A380 soll im
Vergleich zu anderen modernen Passagierflugzeugen mit um 15-20% geringeren
Kosten betrieben werden können. Seine Geschwindigkeit liegt 15% unterhalb der
Schallgrenze. Die Reichweite beträgt 15.000km.
Um dieses Ziel zu erreichen hat man viele
Materialien, wie beispielsweise Stahl und
Aluminium, durch moderne Verbundwerkstoffe
ersetzt. Der A380 besteht zu 50% aus
Kohlefaserverbundwerkstoffen
(Sandwichkonstruktionen) und zu 20% aus
Aluminium. Die Rumpfaußenhaut besteht zum
Beispiel nur noch an der Unterseite aus Aluminium. Die oberen zwei Drittel sind
aus einer Aluminium-Kunststoff-Laminatverbindung gefertigt. Das ist ein mit
Glasfasern verstärkter Kunststoff, auch „GLARE“ genannt.
Während der Erprobungsphase hatte Airbus Probleme mit den Flügeln, die aus
speziellen Verbundwerkstoffen gefertigt sind. Bei einem Statiktest war der
Flügel kurz vor der vorgeschriebenen Maximalbelastung vom 1,5fachen der
Normallast eingerissen.
Aufgabe:
Informiere dich mit Hilfe des Steckbriefes über den Airbus A380.
Stelle deinen Mitschülern das Flugzeug vor und gehe dabei besonders auf die
Verbundwerkstoffe ein, die in diesem Flugzeug verwendet werden!

Der Airbus A380 – Ein Flieger aus Verbundwerkstoffen
Bauteile aus Verbundwerkstoffen beim A380:

Ski und Snowboard – Sportgeräte aus Faserverbundwerkstoffen
Steckbrief:
Ski und Snowboard sind beliebte
Wintersportgeräte. Sie müssen leicht und
besonders stabil sein.
Um diese Anforderungen zu erfüllen, fertigt man
Ski und Snowboard aus speziellen modernen
Faserverbundwerkstoffen. Sie garantieren eine
anhaltende Qualität und Gebrauchsdauer der
Sportgeräte im hohen Belastungsbereich.
Wichtig bei diesen Wintersportgeräten ist beispielsweise die Aufnahmefähigkeit von
Wachs auf der Laufoberfläche.
Ski und Snowboard werden im Sandwichverfahren gefertigt. Das kannst du an dem Ski
sehr gut erkennen. Schau ihn dir an und versuche die Anzahl der Schichten
festzustellen.
Aufgabe:
Informiere dich mit Hilfe des Steckbriefes über Ski und Snowboard.
Stelle deinen Mitschülern dieses Wintersportgerät vor und gehe dabei besonders auf
die Verbundwerkstoffe ein, die dabei verwendet werden!

Ski und Snowboard – Sportgeräte aus Faserverbundwerkstoffen
Aus wie vielen Schichten besteht der Ski?
Merkmale des Materials:

Windenergieanlage
Steckbrief:
Eine Windenergieanlage (auch WEA genannt) wandelt
Windenergie in elektrische Energie um.
Dies geschieht, indem die kinetische Energie des Windes
den Rotor in eine Drehbewegung versetzt, welche an
einen Generator weitergegeben und dort in elektrischen
Strom umgewandelt wird.
Die Rotorblätter sind ein sehr wichtiger Bestandteil
einer WEA. Mit ihnen wird die Windenergie aus der Luft
entnommen und dem Generator zugeführt. Sie sind für
einen Teil der Betriebsgeräusche verantwortlich. Deshalb
werden sie nicht nur laufend auf einen höheren
Wirkungsgrad, sondern auch auf Geräuschminderung hin
optimiert. Die Rotordurchmesser bei den heute üblichen
Anlagengrößen liegen etwa zwischen 40 und 90 m.
Moderne Rotorblätter bestehen aus glasfaserverstärktem Kunststoff und werden in
Halbschalen-Sandwichbauweise mit so genannten Versteifungsstegen im Inneren
hergestellt. Auch Kohlenstofffasern werden bei einigen Herstellern bereits benutzt.
Faserverbundkunststoffe eignen sich sehr, weil sie besonders leicht und gleichzeitig
stabil sind.
Übrigens: Der Turm und das Fundament einer WEA kann beispielsweise aus Stahl oder
auch aus Stahlbeton sein. Stahlbeton ist ebenfalls ein Verbundwerkstoff.
Aufgabe:
Informiere dich mit Hilfe des Steckbriefes über Windenergieanlagen.
Stelle deinen Mitschülern die WEA vor und gehe dabei besonders auf die
Verbundwerkstoffe ein, die beim Bau verwendet werden!

Merkmale:
Verbundwerkstoffe bei Windenergieanlagen

Verlaufsskizze
Zeit/Phasen
Unterrichtsformen
12.15 – 12.20 5’
Einstieg
12.20 – 12.35 15’
Arbeitsphase
12.35 -13.00 25’
Fertigungsphase
13.00 – 13.05
Ergebnissicherung
Stundenende
Interaktion
Didaktisch-methodische Entscheidungen/ Teilschritte
der Umsetzung
Begrüßung der Schüler,
Einführung in den Verlauf der Stunde
Schüler setzen die Arbeit fort
Die Schüler arbeiten weiter anhand der Arbeitsblätter.
Anschließend präsentieren die einzelnen
Schülergruppen der Klasse ihre Ergebnisse.
Die Schüler setzen die Arbeit an den Bootsrümpfen
fort. Es soll noch mindestens eine weitere
Schicht laminiert werden. Bei bedarf weist
die Lehrkraft auf Fehler hin.
Die Schüler räumen ihre Arbeitsplätze selbstständig
auf. Anschließend setzen sie sich wieder
und geben der Lehrkraft Auskunft über den
Stand ihrer Arbeit.
Die Lehrkraft schließt die Stunde
Medien /
Arbeitsmittel
Tafel
(Name der Lehrkraft)
Arbeitsblätter, Folien,
OHP
Schiffsrümpfe,
Leim, Pinsel, Handtuchpapier/Zeitung
1

Ziele und geförderten Kompetenzen der Stunde:
Theorie:
Die Schülerinnen und Schüler sollen erkennen, dass sie zumeist unbewusst schon oft mit Verbundwerkstoffe
konfrontiert wurden und somit folgende Kompetenzen erwerben:
• Sachwissen über Technik (Sachkompetenz)
• Urteilsfähigkeit über Technik (Selbstkompetenz)
• Erlebnisfähigkeit (Selbstkompetenz)
Die Schülerinnen und Schüler sollen die Vielfalt von Verbundwerkstoffen und deren Anwendungsgebiete
im Alltag kennen, darstellen und auf andere Alltagssituationen übertragen können.
• Sachwissen über Technik (Sachkompetenz)
• Selbständigkeit (Selbstkompetenz)
• Technisches Problembewusstsein/Sensibilität (Selbstkompetenz)
Die Schülerinnen und Schüler sollen dabei die Bedeutung von Verbundwerkstoffen erfassen,
beschreiben und begründen können.
• Sachwissen über Technik (Sachkompetenz)
• Selbständigkeit erlangen (Selbstkompetenz)
• Technisches Problembewusstsein/Sensibilität (Selbstkompetenz)
Praxis:
Die Schülerinnen und Schüler sollen die Fertigung der Schiffsrümpfe im Papierlaminatverfahren
fortsetzen und dabei mindestens 1 Schichte laminieren.
• Sachgerechten Umgang mit Werkstoffen und Werkzeugen (Methodenkompetenz)
• Fähigkeit zur Gestaltung handwerklicher und industrieller Fertigung (Methodenkompetenz)
• Handlungsfähigkeit im Sinne von sach- und sicherheitsgerechter Anwendung
und Verwendung von Technik (Selbstkompetenz)
• Präzision bei der Fertigung der Realisierungsobjekte (Methodenkompetenz)
• Urteilsfähigkeit über Technik (Methodenkompetenz)
• Erlebnisfähigkeit (Selbstkompetenz)
• Selbständigkeit (Selbstkompetenz)
2

Glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK)
Eigenschaften und Anwendungsgebiete
Glasfaserverstärkter Kunststoffe ist ein kostengünstiger Faser-Kunststoff-Verbund.
Bei hohen Steifigkeitsanforderungen ist glasfaserverstärkter Kunststoff nicht geeignet. Ein
großer Vorteil der Glasfaser, im Verbund mit einer Kunststoffmatrix, liegt jedoch in der
hohen Bruchdehnung. Dieser Vorteil kann besonders in Blattfedern und ähnlichen Bauteilen
genutzt werden.
Bei Einsatz einer geeigneten Matrix zeigt der glasfaserverstärkte Kunststoff ein
ausgezeichnetes Korrosionsverhalten. Dies macht den glasfaserverstärkten Kunststoff zu
einem geeigneten Werkstoff für Behälter im Anlagenbau oder auch für Bootsrümpfe. Die gute
elektrische Isolationswirkung macht den glasfaserverstärkten Kunststoff zu einem geeigneten
Werkstoff der Elektrotechnik. Besonders Isolatoren, die hohe Lasten übertragen müssen,
werden aus glasfaserverstärktem Kunststoff gefertigt. Im Schaltschrankbau werden gerade für
den Außenbereich, Kunststoffschränke aus GFK gefertigt, die sich durch ein gutes
Korrosionsverhalten auszeichnen, da sie den ständig wechselnden Witterungsbedingungen
Stand halten müssen.
Typische Anwendungsbeispiele sind:
Spoiler für Autos, Front-, Heckklappen, Kotflügel und Dachmodule für PKW, Cabrio-
Hardtops, Ölwannen für Nutzfahrzeuge, Aquarienanlagen, Windabweiser für Nutzfahrzeug-
Zugmaschinen (Dach- und Seitenspoiler), Nutzfahrzeug-Stoßfänger, -Einstiege, -Kotflügel, -
Seitenverkleidungen, -Frontklappen, etc. , Zugverkleidungen, Kühlwaggons, Polsterwaffen,
Rotorblätter für Hubschrauber und Windenergieanlagen, Träger von
Hochspannungsisolatoren, Segelboote, Caravans, Segelflugzeuge, Zeltgestänge bis hin zu
Fußgängerbrücken, Leuchttürme oder Rohrleitungssystemen und Behältern im Kraftwerksbau
und der chemischen Industrie sowie Werbe- bzw. Dekorationsfiguren. Auch die Taktstöcke
von Dirigenten sind oft aus Fiberglas gefertigt.

Flachpressplatte - Spanplatte
Herstellung
Spanplatten werden aus Kostengründen hauptsächlich aus Holzresten und Durchforstungsholz
hergestellt. Weiterhin wird Klebstoff zur Verbindung der Späne und diverse Netz- und
Trennmittel für den Pressvorgang eingesetzt.
Holzaufbereitung
Da eine Spanplatte eine möglichst glatte Oberfläche haben aber gleichzeitig auch Belastungen
standhalten soll, muss das Holz in verschiedenen Größen vorliegen. Kleine Teile für die
Oberfläche, möglichst große, flache Teile für den Kern, der die Belastung aufnimmt. Für die
Oberfläche werden häufig Sägespäne eingesetzt, die keiner Nachbearbeitung bedürfen. Die
anderen Späne werden auf speziellen Zerspanermessern aus Voll- oder Sägerestholz erzeugt.
Dabei ist darauf zu achten, dass die einzelnen Holzsorten mit dem Leim abgestimmt
werden.Nach der Zerspanung wird das Material getrocknet, dabei wird die Restfeuchte auf
ca.2% reduziert. Dieser Prozess ist extrem feuergefährlich. Sehr häufig kommen
Trommeltrockner zum Einsatz. Diese bestehen aus einer großen, leicht in Richtung Ausgang
geneigten Trommel, die langsam um die Längsachse rotiert und dabei von heißer Luft
durchströmt wird. In dieser bewegen sich die leichten Späne schneller fort als die schweren,
dadurch wird eine gleichmäßige Trocknung erreicht.
Anschließend wandern die Späne in Sichter, in denen sie nach Größe getrennt werden, zu
große Teile werden nachverarbeitet oder werden zur Energiegewinnung verbrannt.
Verpressung
Über Bunker werden die Späne zur Beleimung gefördert und anschließend verpresst. Dabei
kommen fast nur noch kontinuierliche Pressen zum Einsatz, die eine „unendliche“ Platte
produzieren, die am Ende auf die richtige Länge geschnitten wird.
Eine derartige Presse ist bis zu 60 m lang und besteht aus 2 Endlos-Stahlbändern (ober- und
Unterseite), 2 beheizten Pressplatten, den Rollstäben, den Presszylindern, dem Heizsystem
und einer Gegenheizung. Die Rollstäbe reichen über die gesamte Pressplattenbreite, werden
seitlich von Ketten gehalten und von diesen mitgenommen. Sie befinden sich zw. der
statischen Pressplatte und dem sich bewegenden Stahlband. Die Rollstäbe mindern die
Reibung zwischen Heizplatte und Stahlband und garantieren die Wärmeübertragung. Zylinder
und Heizsystem sind in Längsbereiche oben und unten unterteilt, um Temperatur und Druck
separat steuern zu können. Quer sind jeweils mehrere Zylinder angeordnet. Die
Presstemperatur beträgt zwischen ca. 200 °C und 250 °C.
Die Späne werden auf ein Förderband gestreut, mittels einer Windwurfmaschine wird dabei
dafür gesorgt, dass die Oberflächen aus dem feinsten Streugut bestehen und die größten Teile
in der Mitte des „Kuchens“ landen. In der Presse bindet unter Druck und Wärme der Leim ab
und es entsteht die Spanplatte. Diese wird auf die gewünschte Länge gesägt, besäumt und
normalerweise die Breitfläche beschliffen. Vor dem Schliff kann noch eine Auskühlphase
zwischengeschaltet sein. Der anfallende Staub wird teilweise in der Produktion für die
Deckschicht verwendet, sonst zur Energiegewinnung verbrannt

Verbundwerkstoff
Ein Verbundwerkstoff ist ein Werkstoff aus zwei oder mehr verbundenen Materialien.
Der Verbundwerkstoff besitzt andere Werkstoffeigenschaften als seine Komponenten.
Für die Eigenschaften der Verbundwerkstoffe sind stoffliche Eigenschaften und Geometrie
der Komponenten von Bedeutung.
Größeneffekte spielen oft eine Rolle.
Die Verbindung erfolgt durch Stoff- oder Formschluss oder eine Kombination von beidem.
Verbundwerkstoff
Ein Verbundwerkstoff ist ein Werkstoff aus zwei oder mehr verbundenen Materialien.
Der Verbundwerkstoff besitzt andere Werkstoffeigenschaften als seine Komponenten.
Für die Eigenschaften der Verbundwerkstoffe sind stoffliche Eigenschaften und Geometrie
der Komponenten von Bedeutung.
Insbesondere spielen oft Größeneffekte eine Rolle.
Die Verbindung erfolgt durch Stoff- oder Formschluss oder eine Kombination von beidem.

Torben Mayer 15.Juni 2006
Herr Dr. Gerd Hoepken KTS Flensburg
Herr Heinz Schlüter 8:40h – 9:25h (2.Stunde)
Technik / R 7 – Wahlpflichtkurs
Leitthema:
Moderne Werkstoffe im Technikunterricht
Schiffbau im Papierlaminatverfahren
Thema der Stunde:Schiffsantriebe
Verlaufsskizze:
Zeit Unterrichtsphase Geplantes Unterrichtsgeschehen Aktions-/
Sozialform
~8.40h Begrüßung, Klärung, L. begrüßt S., stellt sich vor und berichtet über die geschehene LZ
Themenvorstellung Weiterarbeit an den Schiffen. L. stellt grob Inhalt und Thema der
Stunde vor.
Medien /
Hilfsmittel
Tafel
~8.45h Erarbeitung S. dokumentieren ihnen bekannte Antriebstypen EA Arbeitsbogen
~8.50h Ergebnisauswertung 2 S. werten Ergebnisse an der Tafel aus.
4 Hauptantriebsformen werden herausgefiltert
SZ
Tafel,
Arbeitsbogen
~8.55h Erarbeitung S. erarbeiten ökonomische, ökologische u.a. Aspekte zu GA
Arbeitsbogen
Antriebsarten und erkennen geeigneten Antrieb für ihre Schiffe
~9.04h Ergebnisauswertung Diskussion über Ergebnis LZ
~9.05h Erarbeitung S. ordnen Bauteile für Motoreinbau an KV Tafel
~9.10h Fertigung S. ergänzen ihr Schiff um Motor, Motorwelle und Schraube an
drei Stationen (betreut von L. & zwei Studenten)
EA mit
Begleitung
Heißklebepistole,
Bohrmaschine
LZ
~9.23h Ergebnissicherung S. fassen Inhalt der Stunde zusammen: Verschiedene
Antriebsarten, techn. Kriterien bei Planungen u. Herstellung von
Produkten.
~9.25h Verabschiedung L. verabschiedet S. LZ
LZ= Lehrerzentriert, EA= Einzelarbeit, SZ= Schülerzentriert, GA= Gruppenarbeit, KV= Klassenverband, L= Lehrer, S= Schüler

Kompetenzen und Ziele der Stunde:
Sachkompetenz: Die Schüler lernen die wichtigsten Schiffsantrieb kennen und lernen den
Umgang mit einer Heißklebepistole. Zusätzlich lernen die Schüler, dass vor einer technischen
Entwicklung immer Fragen zur Nützlichkeit, Umsetzbarkeit und Verantwortbarkeit des
Produktes und des Entwicklungsprozesses gestellt werden müssen.
Methodenkompetenz: Die Schüler sollen anfangs durch kurze und konzentrierte Stillarbeit
ihr eigenes Wissen abrufen. Anschließend durch die Auseinandersetzung mit Fragen
erkennen, welchen Kriterien technische Entwicklungen unterliegen und am Ende der Stunde
die Erkenntnisse am eigenen Schiff umsetzen.
Selbstkompetenz: Durch kurze Einzelarbeit wird die Konzentrationsfähigkeit der Schüler
gestärkt. Die spezielle Mitarbeit vor dem Klassenverband fördert die Selbstsicherheit. Die
Arbeit in (Klein-)Gruppen stärkt die Fähigkeit sachliche und ruhige Dialoge zu führen und
gemeinsame Standpunkte zu finden. Der Einbau der Motoren übt im Umgang mit
Werkzeugen und lässt erkennen, dass theoretische Arbeit praktisch umgesetzt werden kann.
Sozialkompetenz: Stillarbeit lehrt Rücksicht auf die Mitschüler zu nehmen. Einzelaufträge
fördern Verantwortungsbereitschaft. Gruppenarbeit führt zum konstruktiven Miteinander
zwischen Schülern. Praktische Arbeit am Schiff fördert Rücksichtnahme auf
Sicherheitsmaßnahmen am Arbeitsplatz.
Ziel der Stunde ist es, dass die Schüler die wesentlichen Schiffsantriebsarten verinnerlichen.
Außerdem sollen sie lernen, dass die Auswahl und Anwendung eines technischen Produktes,
sich an bestimmten Kriterien (z.B. ökonomische., ökologische Kriterien) orientiert. Beim
Einbau der Motorenbauteile sollen die Schüler den Umgang und die Anordnung mit und von
Bauteilen kennen lernen.
Welcher Schiffsantrieb ist für unser Projekt geeignet?
Wenn du die Frage mit „Ja“ beantworten würdest, mache ein Kreuz (siehe Beispiel)
Ist die Antriebsart für
unser Projekt:
a) ökonomisch
vernünftig
(Ist die Anschaffung
finanziell vertretbar?)
b) ökologisch
verantwortlich
(Wird ausreichend
Rücksicht auf die Natur
genommen?)
c) beim Einbau in dein
Schiff zeitsparend
(Ist der Einbau in wenigen
Minuten möglich?)
d) praktisch umsetzbar
(Kann es überhaupt
funktionieren?)
Ruder Segel Schaufelrad Schraube
X

Verlaufskizze
Student: Markus Otto Datum: 16.06.06
Dozent: Dr. Gerd Höpken Schule: KTS Flensburg
Mentor: Herr Schlüter Fach: Technik
Klasse: 7
Thema: Geschichte des Schiffsruders
Vergleich von Zeitungspapier vs. Handpapier
Einbau der Steuerungsanlage
Zeit Phase Methodisches Vorgehen Kompetenzen Sozialform Medien /
Arbeitsmittel
11:30 Einstieg Begrüßung der S. Frontalunterricht
11:35 Erarbeiten S. lesen den Text „Geschichte der
Rudersteuerung bei Schiffen und bearbeiten
dazu das Arbeitsblatt „Kurze Geschichte der
Steuereinheit bei Schiffen“
Sachkompetenz
Selbstkompetenz
Methodenkompetenz
11:45 Praxis Einbau der Ruder in die Schiffe der S. Methodenkompetenz
Selbstkompetenz
Sachkompetenz
12:05 Anwendung Vergleich der S. Boote / Vor- bzw. Nachteile
der beiden verschiedenen Papierarten
Sozialkompetenz
Sachkompetenz
Methodenkompetenz
Stillarbeit
Arbeitsblatt
Einzelarbeit Boote der S.
Partnerarbeit
12:15 Abschluss Verabschiedung von den S. Frontalunterricht
Arbeitsblatt / Boote
der S.

Die Schüler erreichen Sozialkompetenz durch Partnerarbeit und fördern:
- Fremdwahrnehmung
- Kommunikationsfähigkeit
Die Schüler erreichen Methodenkompetenz durch:
- Lesen von Texten (Lesekompetenz)
- den Einbau der Ruder
- Partnerarbeit (diskutieren und argumentieren)
Die Schüler erreichen Selbstkompetenz durch:
- die Erarbeitungsphase (Selbstorganisation)
- sicheren Umgang mit den Werkstoffen und Materialien (Selbstvertrauen)
Die Schüler erreichen Sachkompetenz durch:
- selbstständiges Lesen (Aneignung von Wissen)
- Einbau der Ruder (Zusammenhänge erkennen)
- die Partnerarbeit (Zusammenhänge und Fakten verstehen)

Geschichte der Rudersteuerung bei Schiffen
Die Anfänge des Ruders lagen in der Antike. Zu dieser Zeit wurden am Heck der
Schiffe meist zwei Ruder befestigt.
Der nächste Schiffstyp mit dem wir uns beschäftigen ist das Wikingerschiff. Bei
dieser Schiffsart wurde das Ruder ebenfalls am Heck angebracht, allerdings seitlich.
Die Weiterentwicklung von diesem Ruder war das so genannte Stevenruder. Hier lag
das Ruder in der Mitte des Hecks. Dieses verbesserte die Manövrierfähigkeit
wesentlich. Das Ruderblatt wurde über einen Ruderstock oder eine Pinne bewegt.
Das Stevenruder wurde erstmals bei der Kogge eingesetzt. Bei späteren Schiffstypen
wurde das Stevenruder dann meist mit einem Steuerrad durch ein Seilgetriebe
bedient.
In der heutigen Schifffahrt sind viele Schiffe mit so genannten
Selbststeuerungsanlagen ausgerüstet. Hier wird der gewünschte Kurs, der durch den
Kompass ermittelt wird, in die Selbststeuerungsanlage eingegeben. Der Kurs des
Schiffes wird jetzt permanent mit der Kompasslage verglichen und das Ruderblatt
entsprechend nachgestellt. Außerdem sind viele große Schiffe mit einem so
genannten Bugstrahlruder ausgerüstet. Das ist kein Ruder im eigentlichen Sinne, es
dient jedoch der besseren Manövrierfähigkeit im Hafen. Das Bugstrahlruder ist ein
rohrförmiger Durchgang durch die gesamte Schiffsbreite im vorderen Zehntel eines
Schiffes. In dieser Röhre ist eine Schiffsschraube angebracht. Mit Hilfe dieser
Schraube ist es möglich den Bug des Schiffes nach Steuerbord oder Backbord zu
bewegen. Die jeweilige Richtung der Bewegung richtet sich nach der Drehrichtung
der Schraube oder nach der Stellung der Schraubenflügel. Ab einer Geschwindigkeit
von weniger als 5 Knoten ist ein Schiff welches nur mit einem Ruder bestückt ist
praktisch manövrierunfähig. Dadurch ist das Bugstrahlruder sehr hilfreich beim
manövrieren im Hafen.

Kurze Geschichte der Steuereinheit bei Schiffen
1200 v. Chr.
Schiffe der Antike hatten meist zwei am Heck angebrachte Ruder
700
Wikingerschiff mit seitlich angebrachtem Ruder
1390
Bremer Hanse Kogge erstmals, mit so genannten „Stevenruder“
1980
große Schiffe werden zum leichteren Manövrieren bei langsamer Fahrt mit
Bugstrahlrudern ausgerüstet
Heute
Moderne Schiffe werden mit Selbststeuerungsanlagen ausgerüstet

Schiffe in Laminatbauweise
Zeitungspapier
Vorteile:
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Nachteile:
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Schiffe in Laminatbauweise
Handtuchpapier
Vorteile
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___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
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Nachteile
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Stunden-Verlaufsskizze
16.Juni 2006 12:20-13:00Uhr
Alexander Kimm
Zeit/Phasen
Unterrichtsformen
12:20
12:40
Interaktion
Didaktisch-methodische Entscheidungen/
Teilschritte der Umsetzung
Stapellauf
Schüler erproben das eigene Boot.
(wasserdicht, Geschwindigkeit, Aussehen)
Durch verschiedene Batterien und
Rudereinstellungen kann die Geschwindigkeit
möglicherweise erhöht werden.
zurück in den Technikraum
Medien /
Arbeitsmittel
Boote/ Batterien/
ferngesteuertes
Boot
12:45
Feedback
Schüler bewerten die Unterrichtseinheit und ihr
Werkstück
Feedback Bogen
12:57
Abgabe der Bewertungsbögen &
Verabschiedung der Schüler

Feedback Bogen
„Schiffe in Laminatbauweise“
Was hat dir gut gefallen?
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Was hat dir nicht gut gefallen?
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________________________________________________________________
Wie hat dir das Thema gefallen?
O gut O geht so O schlecht
Bist du mit deinem Werkstück zufrieden?
O Ja
O nein
Begründung:
________________________________________________________________
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Sind deiner Meinung nach Fragen offen geblieben?
O Ja
O nein
Welche?
________________________________________________________________
________________________________________________________________
Vielen Dank für deine Mitarbeit!

Klassenarbeit: Name: _____________________ Klasse: ____________ 20.06.2006
1. Nenne die 4 Arbeitsschritte zur Fertigung des Schiffsrumpfes bis zum Stapellauf!
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
__________________________________________________________
Punkte: /8
2. Dein Laminat schlägt Falten und Dellen. Woran liegt das?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
__________________________________________________________
3. Benenne die historischen Schiffstypen!
Punkte: /6
4. Nenne drei verschiedene Antriebsarten für Schiffe!
Punkte: /3
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
_____________________________________________________________
Punkte: /3
5. Erkläre die Funktionsweise eines Bugstrahlruders!
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
1

______________________________________________________________________
____________________________________________________
Punkte: /6
6. Was sind Verbundwerkstoffe? Nenne 3 Beispiele für die Verwendung von
Verbundwerkstoffen im Alltag!
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
_____________________________________________________________
Punkte: /6
7. Welche Eigenschaften haben Verbundwerkstoffe im Vergleich zu anderen
Werkstoffen wie beispielsweise Metall oder Holz?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
_______________________________________________________
Punkte: /4
8. Welche Kante des Rumpfes ist besser. Begründe deine Antwort!
A
B
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
_____________________________________________________
Punkte: /8
2

9. Wer hat das Streifen richtig gelegt? Begründe deine Antwort.
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
_______________________________________________________
Punkte: /8
10. Die Schiffe von Petra und Klaus sind krumm und haben nach dem Lackieren
Blasen und Risse an der Oberfläche. Nenne Ursachen für diese Fehler!
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
_______________________________________________________
Punkte: /8
11. Benenne die Teile eines Schiffes im Material 2! Punkte: /5
max. Punkte
65
erreichte Punkte
NOTE
1 65-62 4 43-32
2 61- 54 5 31-22
3 53-44 6 21-0
3